Способ получения электрокорунда

 

929560

Союз Советсиик

Социелистичесиик

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6t ) Дополните.1ьное к авт. свил-ву (22)Заявлено 06.08.80 (21) 2965431/22-02 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Опубликовано 23. 05.82. Бюллетень ¹ 19

Дата опубликования описания 23. 05. 82 (5I )M. Кл.

С 01 F 7/30

Гееудеретеаеный кемитет

СССР ае делает. нзееретений н еткриткй (53) УДК

669 712.04 (088.8) "Ъ"" " " "

Л.С.Тропина и И.И.Голубцов т

1 ". " .. 1 ь

Сибирский металлургический институт им. ерго,.Орджоникидзе

1; (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОКОРУНДА

Изобретение -относится к области цветной. металлургии и может быть использовано для получения электрокорунда.

Известен способ получения нормаль5 ного. электрокорунда путем восстановительной плавки глиноземсодержащего сырья в присутствии добавок окиси циркония (1 1.

Недостатком этого способа являто ется дороговизна процесса, вызванная с необходимостью использования окиси циркония.

Наиболее, близким по технической сущности к предлагаемому является способ получения электрокорунда, включающий восстановительную электроплавку глиноземсодержащего сырья в присутствии углеродистого восстановителя, выпуск высокоглиноземистого расплава и попутного металла из печи $2).

Недостатками известного спосрба являются высокий расход электроэнергии и невысокая производительность печи.

Для осуществления непрывного процесса электроплавки необходимо проплавление колошника, при этом для получения высокоглиноземистого расплава с содержанием А12О более

934 требуется его перегрев до температур 2350-2550 К, что на 400500 К выше температуры плавления агломерата, а это приводит к проплавлению шихты и вскрытию колошника, значительному расходу электроэнергии и низкой производительности печи.

Цель изобретения — снижение расхода электроэнергии и повышение производительности печи.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения электрокорунда, включающему восстановительную электроплавку глиноземсодержащего сырья в присутствии углеродистого восстановителя, выпуск высокогли3 9295 ноэемистого расплава и попутного металла из печи.

Электроплавку и выпуск высокоглиноэемистого расплава ведут при 2050?150 К с последующим введением в

5 расплав во время или после его выпус, ка ферроалюминия в количестве 6, 5373 от веса расплава. ,Ферроалюминий используют с содержанием алюминия 30-353. эо

За счет сближения температуры плавления исходного глиноземсодержаще. го сырья и выпускаемого высокоглино" земистого оксидного расплава удается выпустить оксидный расплав без проплавления колошника. Для этого в печи производят частичное восстановление примесей (в основном окислов железа) с получением.недовостановлен-. ного высокоглиноземистого оксидного расплава с содержанием 7- 153 ГеО, 6-7i $10, 3-53 Ti02, О, 5 С а0, остал ьное А1 0З, имеющего температуру плавления I950-2050 К, близкую к температуре плавления исходного глиноземсодержащего сырья. Восстановление в печи окислов железа до концентрации

Ре0 менее 73 в высокоглиноземистом расплаве нежелательно, так как при этом становится невозможным осуществ- з ление внепечного самопроизвольного процесса рафинирования (при введении холодного ферроалюминия тепла экзотермических реакций не хватает для нагрева корундового расплава до температуры 2350-2400 К, достаточной для разделения металлической и шлаковой фаэ), а кроме того в таких расплавах резко повышается температура плавления.

49

Температурный режим в электропечи и на выпуске определяется температурой плавления высокоглиноэемистого оксидного расплава и должен находиться в пределах 2050"2150 К (с учетом перегрева оксидного расплава

100 К), так как при температуре менее 2050 К невозможно осуществить выпуск вязкого корундового расплава из печи. Перегрев расплава выше

2050 К приводит к проплавлению колошника.

Для получения корундового расплава с содержанием А1 0 более 933, вы" сокоглиноземистый оксйдный расплав вне печи, во время или после его вы" пуска в изложницу, рафинируют от примесей (Fe0, Si02, TiO ) путем взаимодействия с ферроалюминием.

60 4

Ферроалюминий с содержанием менее

303 Аl использовать нецелесообразно, так как в этом случае резко возрастает количество вводимого ферроалюминия, что потребует больших по объему изложниц и дополнительных затрат тепла на подогрев ферроалюминин.

При содержании алюминия в ферроалюминии более 353 резко уменьшается его плотность, что приводит к ухудшению условий осаждения корольков металла.

Количество вводимого ферроалюминия определяется содержанием в нем алюминия, качественным и количественным составом примесей в высокоглиноэемистом оксидном расплаве.

Для рафинирования 1 т высокоглиноземистого оксидного расллава с содержанием примесей: SiO 6-8i, FeO 7-153, Ti0<3 5Ф требуется 50-80 кг алюминия или в пересчете на ферроалюминий с содержанием 30 Al. (160-270 кг).

При рафинировании расплава с повышенным содержанием примесей (напри мер, расплавов с повышенным содержанием кремнезема, образующихся при плавлении бокситов или каолинов с повышенным кремневым модулем) количество ферроалюминия возрастает. Так при рафинировании расплава с содержанием 150 FeO и 123 $10 количество ферроалюминия, необходимого на рафинирование, возрастает до 370 кг (373) на 1 т расплава.

При использовании для рафинирования сплавов, более богатых по содержанию алюминия количество ферроалюминия значительно снижается, Так при рафинировании расплава с минимальным содержанием примесей (73 ГеО, 63

$iO>, 43 Ti02) ферроалюминием, содержащим 304 алюминия, количество вводимого ферроалюминия составляет

i6S кг на 1 т расплава (6,54) .

Пример. Исходный материал1000 кг глиноземсодержащего агломерата и 58 кг угля Краснобродского разреза плавят в руднотермической печи при 2100 К с выпуском расплава из-под закрытого колошника, Процесс ведут непрерывно. В результате плавки получают 77,5 кг высокоглиноземистого расплава, содержащего 103

FeO, 7,73 SiOy, 3,9Ф Т10, 0,53 Са0> остальное А1 03 и 70 кг металла с содержанием 993 Fe. Полученный ок5 929560 сидный расплав имеет температуру плавления 2000 К, близкую к температуре плавления агломерата. Выпуск высокоглиноземистого расплава осуществляют в изложницы через 3 u . s

Рафинирование высокоглиноземистого расплава производят твердым 303-ным ферроалюминием. На 1 т расплава вводят 200 кг ферроалюминия. В резуль. тате получают электрокорунд соста—

ea:BIO - 96,93, FeO — О, 104, $3.0 —

0,404, TiO - 2,053. В полученном электрокорунде углерод полностью отсутствует, что улучшает качество зерна. Полученный металл используют !5 для получения Ферроалюминия. Для этого в ковш на выпуске вводят алюминиевые отходы.

Использование предлагаемого способа получения электрокорунда позво- 20 . ляет!осуществить непрерывный процесс плавки с выпуском расплава из-под закрытого колошника, при этом появляется возможность решить проблему закрытия печей сводом с очисткой и утилизацией печных газов, снизить расход электроэнергии за счет того, что сокращается время плавки, отпадает необходимость в значительном перегреве расплава перед выпуском

I повысить производительность печных агрегатов в 2 раза; улучшается стойкость материалов и оборудования печных агрегатов.

Формула изобретения

l. Способ получения электрокорунда, включающий восстановительную электроплавку глиноземсодержащего сырья в присутствии углеродистого восстановителя, выпуск высокоглиноземистого расплава и попутного металла из печи, о т.л и ч а ю шийся тем, что, с целью снижения расхода электроэнергии и повышения производительности печи, электроплавку и выпуск высокоглиноземистого расплава ведут при 2050-2150 К с последую. щим введением в расплав во время или .после его выпуска ферроалюминия в количестве 6,5-37 : от веса расплава.

2. Способ по п.l, о т л и ч а юшийся тем, что ферроалюминий используют с содержанием алюминия

30-354.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р1 479732, кл. C 01 Г 7/38, 1968.

2. Авторское свидетельство СССР

4" 516642, кл. C 01 Г 7/38, 1976.

Заказ 3396/27 Тираж 514 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Носква, 3-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель В.Мальцев

Редактор Г.Волкова Техред Т. Иаточка Корректор Г.Решетник